## DIFFRACTION: Journal for Physics Education and Applied Physics
http://jurnal.unsil.ac.id/index.php/Diffraction e-ISSN: 2685-7723

## Perancangan Flood Warning Alarm Sederhana Dengan Indikator Ketinggian Berbasis Tenaga Panel Surya
Komalasari * , Dini Nurlaili, Maulidya Ainun Qolbi, Nurul Halimatusa’diah ,

## Rifa’atul Maulidah
Jurusan Pendidikan Fisika, Universitas Siliwangi, Tasikmalaya

## Abstrak
Studi ini dilakukan untuk merancang alat pendeteksi banjir ( flood warning  alarm) dengan  menggunakan  indikator  ketinggian  air dan  LED  ragam  warna  di  tiap  ketinggian  tertentu.  Tujuan  dari penelitian adalah sebagai pendeteksi atau peringatan banjir sejak dini serta untuk mengetahui efisiensi atau kestabilan dari tenaga surya  pada  prototipe.  Metode  penilitian  yang  digunakan  yaitu metode pengembangan ADDIE. Tahap analisis dengan cara studi literatur  yaitu  observasi  mengumpulkan  data  atau  sumber- sumber  tulisan  yang  berkaitan  dengan  pendeteksi  banjir  ( flood warning  alarm), tahap  desain  yaitu  dengan  perancangan prototipe,  tahap  pengembangan  yaitu  realisasi  rancangan prototipe,  tahap  implementasi  yaitu  dengan  melakukan  uji  coba prototipe,  dan  tahap  evaluasi untuk  mengetahui  nyala  dari  tiap LED  yang  ada  pada  prototipe.  Prototipe  alat  yang  dihasilkan memiliki empat indikator yang ditandai dengan LED beda warna untuk menandakan ketinggian air serta buzzer atau alarm yang aktif  pada  saat  LED  terakhir  menyala.  Selain  itu,  prototipe  ini tetap  dirangkai  dengan  baterai  yang  berfungsi  ketika  tidak terdapat cahaya matahari, alat dapat tetap bekerja. Prototipe alat pendeteksi  banjir  ini  menggunakan  prinsip  kerja water  level sensor ,  dimana ketika  sensor  terkena  air, maka  rangkaian  akan menghantarkan tegangan dan menggunakan prinsip Archimedes. Tenaga  dari  sel  surya  yang  mengalir  pada  alat  ini  cukup  kecil sehingga nyala dari LED pada prototipe alat kurang maksimal.
Masuk: 26 Oktober 2021 Diterima:
18 November 2021
Diterbitkan: 20 Desember 2021 Kata kunci:
Panel Surya, Prototipe Alarm Banjir, Sensor.

## PENDAHULUAN
Bencana  adalah  suatu  kata  yang sering  didengar  di  Indonesia.  Rentang tahun  2000  hingga  2011  sebanyak  77% bencana  di  Indonesia  merupakan  jenis hidrometeorologi  yang  macamnya  adalah banjir,  tanah  longsor,  dan  puting  beliung (BNPB, 2013).
Banjir  merupakan  suatu  bencana yang masuk ke dalam kejadian alam yang peristiwanya  bisa  saja  terjadi  setiap  saat dan  tidak  selalu  terprediksi  datangnya. Persiapan menghadapi bencana banjir juga harus  dilakukan,  salah  satunya  adalah membuat  peringatan  dini  yang  berbentuk alat  atau  sistem  untuk  menambah kewaspadaan masyarakat.
Bencana banjir yang terjadi belakangan ini telah menimbulkan korban jiwa dan kerugian harta benda yang besar. Penyebab terjadinya bencana banjir secara umum dapat dibedakan menjadi beberapa hal,  yakni:  (1)  kondisi  alam  yang  bersifat statis,  seperti  kondisi  geografi  dan karakteristik  sungai,  (2)  peristiwa  alam yang  bersifat  dinamis,  seperti:  perubahan iklim  (pemanasan)  global,  pasang – surut, sedimentasi  dan  sebagainya,  (3)  aktivitas sosial  ekonomi  manusia  yang  sangat dinamis seperti deforestasi (penggundulan hutan),  pemanfaatan  sempa  dan  sungai/ saluran  untuk  permukiman,  keterbatasan prasarana  dan  sarana  pengendali  banjir (Tarigan & Betan, 2019).
Sistem  pendeteksi  atau  peringatan banjir  bisa  dilakukan  dengan  cara mendeteksi  ketinggian  air,  cara  tersebut dapat  dilakukan  dengan  menggunakan radar  Doppler,  tetapi  dalam  pembuatan alat  tersebut  memerlukan  rancangan perangkat keras yang rumit dan biaya yang cukup besar (Pratmanto, 2017).
Oleh karena itu dibuatlah alternatif lain  yang  lebih  sederhana  dan  ekonomis, yaitu  dengan  mendeteksi  ketinggian permukaan  air  dengan  menggunakan Elektroda sebagai pendeteksiannya yang di hubungkan  dengan  prosesor.  Elektroda dipasang  pada  sumber  positif  dan  negatif yang tidak terhubung, dengan memanfaatkan  sifat  Ionisasi  molekul larutan dimana air dapat berfungsi sebagai penghantar  listrik  maka  fungsi  elektroda sebagai detektor ketinggian dapat bekerja dengan  cara    menghubungkan  kedua elektroda positif maupun negatif, selain itu untuk menghemat daya maka ditambahkan alternatif tenaga surya.(Aryza et al., 2018) Energi Surya merupakan sumber
energi yang tidak terbatas dan tidak akan pernah  habis  ketersediaannya  dan  energi ini  juga  dapat  di  manfaatkan  sebagai energi  alternatif  yang  akan  di  ubah menjadi energi listrik, dengan menggunakan sel surya (Purwoto, 2018). Panel sel surya mengubah intensitas  sinar  matahari  menjadi  energi listrik.  Panel  sel  surya  terdiri  dari photovoltaic ,  yang  menghasilkan  listrik dari  intensitas  cahaya,  saat  intensitas cahaya  berkurang  seperti  saat  berawan, hujan,  atau  mendung  maka  arus  listrik yang  dihasilkan  juga  akan  berkurang. Dengan  menambah  panel  sel  surya (memperluas)  berarti  menambah  konversi tenaga  surya.  Umumnya  panel  sel  surya dengan ukuran tertentu memberikan hasil tertentu pula. Contohnya ukuran a cm x b cm  menghasilkan  listrik  DC  (Direct Current)  sebesar  x  Watt  per  hour/  jam (Rif’an et al., 2012) .
Prototipe  alat  pendeteksi  banjir  ini merupakan pengembangan alat pendeteksi banjir dari Ziza Ananda dan Nurmasyitah, alat  pendeteksi  banjir  ini  menggunakan
rangkaian  listrik  yang  sederhana  dan menggunakan  prinsip  Archimedes  dalam proses  kerjanya  (Samosir  et  al.,  2020). Hukum  Archimedes  mengatakan  bahwa “Benda yang dimasukkan atau dicelupkan sebagian  atau  seluruhnya  dalam  zat  cair akan mendapatkan gaya yang arahnya ke atas dan besarnya sama dengan berat zat cair  yang  dipindahkan  oleh  benda  itu” (Ananda, 2019).
Pada alat sebelumnya tidak menggunakan  indikator  LED  sebagai tanda  ketinggian  air  tetapi  hanya menggunakan buzzer atau  bunyi  dari alarm  saja  dan  terdapat  perubahan beberapa komponen seperti digunakannya tenaga  surya.  Diharapkan  penggunaan panel  surya  untuk  memanfaatkan  tenaga surya  ini  dapat  lebih  ramah  lingkungan dan hemat biaya penggunaan baterai.

## METODE PENELITIAN
Metode  penelitian  yang  digunakan dalam  perancangan  alat flood  warning alarm adalah dengan metode
pengembangan ADDIE tahap analisis dan desain.  Tahap  analisis  dengan  cara  studi literatur  yaitu  observasi  mengumpulkan data  atau  sumber-sumber  tulisan  yang berkaitan  dengan  pendeteksi  banjir  ( flood warning alarm), tahap desain yaitu dengan melakukan  perancangan  prototipe,  tahap pengembangan  yaitu  realisasi  rancangan prototipe,  tahap  implementasi  yaitu dengan melakukan uji coba prototipe, dan tahap  evaluasi untuk  mengetahui  nyala dari  tiap  LED  yang  ada  pada  pengem- bangan  prototipe.  Tahap  Studi  literatur adalah  istilah  lain  dari  kajian  pustaka, tinjauan pustaka, kajian teoritis, landasan teori,  telaah  putsaka (literature  review) , dan tinjauan teoritis.
Penelitian kepustakaan  adalah  penelitian  yang dilakukan  hanya  berdasarkan  atas  karya tertulis,  termasuk  hasil  penelitian  baik yang telah maupun yang belum dipublikasikan (Sari & Asmendri, 2018).
Dalam  membuat  suatu  prototipe alat  diperlukan  rancangan  alat  yang sesuai.  Prototipe  ini  dirancang  meliputi beberapa  proses  salah  satunya  yaitu membuat  simulasi  rangkaian  komponen
dan  rancangan  desain  alat.  Prototipe didesain dengan menggunakan panel surya yang  berfungsi  sebagai  sumber  arus dimana  panel  surya  mengubah  energi matahari menjadi energi listrik (Samosir et al., 2020). Selain itu dirancang juga dengan menggunakan baterai yang berfungsi saat tidak  ada  cahaya  matahari.  Diagram  alir flood  warning  alarm adalah  sebagai berikut:
Gambar 1. Diagram Alir Pembuatan Alat Setelah  membuat  diagram  alir maka tahap selanjutnya adalah
perancangan dari sistem.
Gambar 2. Skema Rangkaian Komponen Flood Warning Alarm
Gambar 3. Desain Flood Warning Alarm Setelah  dibuat  rancangan  maka tahap  selanjutnya  adalah  melakukan pembuatan  alat  dari  bahan-bahan  yang telah  disediakan  dan  terkumpul,  menjadi sebuah  alat  sesuai  dengan  yang  didesain.
(Ramdan et al., 2014) Daftar  kebutuhan  alat  dan  bahan dalam perancangan prototipe flood warning alarm ini disajikan dalam Tabel 1. Alat dan bahan kemudian dirangkai sesuai dengan skema rangkaian pada Gambar 2.
Tabel 1. Daftar Alat dan Bahan No Nama Alat dan Bahan Jumlah 1 Sel Surya 2 Buah 2 Timah 2 Meter 3 Glue Gun stick 1 Buah 4 Baterai 9V 2 Buah 5 Resistor 8 Buah 6 Transistor 4 Buah 7 Papan PCB 1 Buah 8 LED (Merah, kuning, hijau, biru) 1 Buah 10 Kabel RGB 4 Pin 1 Meter 11 Buzzer 1 Buah 12 Kabel merah hitam 1 meter 13 Toples Bening 1 Buah 14 Pipa Paralon 50 cm 15 Gunting 1 Buah 16 Soldeer 1 Buah 17 Glue Gun 1 Buah

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Prototipe  alat flood  warning  alarm ini  dirancang  dengan    sederhana.  Sistem dapat  mendeteksi  banjir  secara  otomatis dengan  prinsip  kerja  menggunakan water level sensor . Ketika sensor tersebut terkena air, maka sistem sensor akan menghantarkan  tegangan  ke  rangkaian alat atau sistem dan menggunakan prinsip Archimedes. Dengan prinsip tersebut maka sistem  akan  bekerja  dan  indikator  LED akan  menyala  secara  bertahap  sesuai dengan  level  ketinggian  air.  Pada  saat indikator  LED  terakhir  menyala,  buzzer akan turut serta menyala yang menandakan  dan  memberi  peringatan bahwa  ketinggian  air  telah  mencapai kondisi  siaga  banjir.    Hasil  perancangan prototipe ditunjukkan pada Gambar 4.
Tahap  pengembangan  prototipe yaitu  dibuat  dengan  alat  dan  bahan  yang mudah  didapatkan  dan  terjangkau. Dimulai  dari  ukuran  yang  kecil,  kabel penghubung yang cukup panjang sehingga untuk  panel  surya  dapat  dengan  mudah dipindah-pindahkan sesuai kebutuhan.
Gambar 4. Prototipe Flood Warning Alarm
Cara  kerja  prototipe flood  warning alarm adalah sebagai berikut:
1. Ketika air semakin tinggi maka air akan mengenai  sensor  yang  paling  bawah sehingga  LED  yang  berwarna  hijau menyala menandakan bahwa kondisi air masih aman.
2. Ketika  air  terus  naik  melewati  sensor yang  pertama  dan  mengenai  sensor yang  kedua  maka  LED  yang  berwarna Biru  akan  menyala  menandakan  air sudah  mulai  meninggi  tetapi  masih batas aman.
3. Saat air naik lagi sampai kepada sensor ketiga  maka  LED  Kuning  menyala menandakan  air  sudah  mulai  level siaga.
4. Saat  air  semakin  naik  sampai  kepada sensor  yang  keempat  LED  merah menyala  bersamaan  dengan  bunyi buzzer  menandakan  air  sudah  akan berpotensi untuk terjadinya banjir. Setelah berhasil membuat prototipe selanjutnya
dilakukan pengujian. Pengujian  dilakukan  untuk  mengetahui apakah  system  sudah  berjalan  sesuai dengan perencanaan atau belum,
Tahap  implementasi  yaitu  uji  coba prototipe pada pagi hari dan pada saat itu dilakukan  didalam  ruangan  karena  pada saat  itu  cahaya  matahari  belum  naik sehingga mengakibatkan panel surya tidak berfungsi dengan maksimal maka digunakan  bantuan  dari  baterai  dan  alat tetap  berfungsi.  Pada  saat  percobaan prototipe flood warning alaram ini diamati bagaimana  nyala  dari  LED  dan  bunyi buzzer atau alarm.
Dari  pengamatan  peneliti  pada tahap  uji  coba  diperoleh  hasil  bahwa prototipe  berhasil  dibuat  sesuai  dengan perancangan. Dari hasil percobaan didapatkan data-data sebagai berikut: Tabel 2. Hasil Percobaan Alat Sensor Kondisi LED Buzzer Hijau Biru Kuning Merah S1 Nyala Mati Mati Mati Mati S2 Redup Nyala Mati Mati Mati S3 Redup Nyala Nyala Mati Mati S4 Redup Nyala Nyala Redup Hidup
Pada  saat  air  naik  menyentuh sensor  dua  dan  sensor  selanjutnya  LED yang  pertama  menjadi  redup  disebabkan karena  arus  listrik  menjadi  kecil.  Berikut adalah  dokumentasi  dari  hasil  percobaan didalam ruangan pada pagi hari.
Gambar 5. Pengujian Prototipe Flood Warning Alarm di dalam Ruangan
Berdasarkan pengujian atau percobaan  tersebut  maka  dapat  dianalisis sebagai evaluasi dari prototipe bahwa:
1. Ketika S1 terkena air dan sensor yang lain tidak terkena air maka LED Hijau menyala  dan  buzzer  tidak  berbunyi. Tetapi pada saat percobaan, nyala dari LED hijau tidak cukup terang.
2. Ketika  S1  dan  S2  terkena  air  maka LED Hijau dan LED biru menyala dan buzzer tidak berbunyi. Pada tahap ini LED  hijau  menyala  tidak  cukup terang.
3. Ketika S1 sampai S3 terkena air maka LED  hijau,  biru,  kuning  menyala dan buzzer  tidak  berbunyi.  LED  biru  dan kuning menyala cukup terang.
4. Ketika S1 sampai S4 terkena air maka Semua  LED  menyala  dan  buzzer berbunyi.  Pada  tahap  ini  LED  hijau dan  merah  menyala  namun  redup, sedangkan  LED  biru  dan  kuning menyala cukup terang.

## SIMPULAN
Berdasarkan  hasil  penelitian  dari prototipe flood  warning  alarm dengan
indikator  ketinggian  menggunakan  sel surya dapat disimpulkan sebagai berikut:
1. Flood  warning  alarm ini  berfungsi sebagai  pendeteksi  atau  peringatan dini dari banjir.
2. Panel  surya  kurang  efektif  saat digunakan di dalam ruangan sehingga digunakan bantuan dari baterai. 3. Ukuran  yang  cukup  kecil  dan  ringan, serta  kabel  penghubung  antara  sel surya  dan  baterai  yang  panjang memudahkan  prtototipe  alat  untuk dipindahkan sesuai kebutuhan.
4. Alat flood  warning  alarm ini  masih memiliki  kendala  saat  dilakukan percobaan,  yaitu  tidak  semua  LED menyala  dengan  terang  akan  tetapi bunyi  keluaran  dari  buzzer  cukup nyaring.

## REFERENSI
Ananda, Z. (2019). Pengembangan Prototipe  Alat  Pendeteksi  Banjir Sederhana . 2 , 7 – 12.
Arham,  A.  M.,  Jati,  A.  N.,  &  Mulyana,  A.
(n.d.). Desain dan Implementasi Panel Surya Pada Sistem Pendeteksi Banjir yang  Menggunakan  Wireless  Sensor Network . Aryza, S., Irwanto, M., Nizam, W. K., Lubis, Z., Putri, M., Hulu, F. N., Wibowo, P., Novalianda, S., & Rahim, R. (2018). An Effect  Sensitivity  Harmonics  of  Rotor Induction  Motors  Based  On  Fuzzy Logic . 7 , 418 – 420. Pratmanto,  D.  (2017). Alat  Pendeteksi Banjir  Dan  Peringatan  Dini  Berbasis Sms  Gateway  Mikroko  ntroler . 3 (1),
62 – 65. Purwoto, B. H. (2018). Efisiensi Penggunaan  Panel  Surya  Sebagai Sumber  Energi  Alternatif. Emitor: Jurnal Teknik Elektro, 18(01), 10 – 14. Ramdan,  D.,  Kayu,  S.,  Abah,  A.,  & Achadiat, D. (2014). AR-banjir . Rif’an,  M.,  Pramono,  S.  H.,  Shidiq,  M.,
Yuwono, R., Suyono, H., & Suhartati, F.  (2012). Optimasi  Pemanfaatan Energi  Listrik  Tenaga  Matahari  Di Jurusan  Teknik  Elektro  Universitas Brawijaya. Jurnal  EECCIS,  6(1),  44 –
48. Samosir, E., Aryza, S., Syahputra, M. R., & Anisah, S. (2020). Implementasi Smart Detection  Banjir  Di  Desa  Bondar Rokan . 420 – 427. Sari,  M.,  &  Asmendri.  (2018). Penelitian Kepustakaan (Library Research) dalam  Penelitian  Pendidikan  IPA. Penelitian Kepustakaan (Library Research) Dalam Penelitian Pendidikan IPA, 2(1), 15. Tarigan, J., & Betan, A. D. (2019). Sistem
Perancangan Pendeteksi Banjir Secara
Dini. Jurnal  Teknik  Mesin,  2(2),  63 – 67.